Elektron avadanlıqların istismarı zamanı yaranan istilik avadanlığın daxili temperaturunun sürətlə artmasına səbəb olur. İstilik vaxtında yayılmasa, avadanlıq qızmağa davam edəcək, həddindən artıq istiləşmə səbəbindən cihaz sıradan çıxacaq və elektron avadanlıqların etibarlılığı azalacaq. Buna görə də, dövrə lövhəsinə istilik yaymaq çox vacibdir.
Çap Dövrəsinin Temperatur Artımının Faktor Təhlili
Çap lövhəsinin temperatur yüksəlməsinin birbaşa səbəbi dövrə enerji istehlakı cihazlarının olması ilə bağlıdır və elektron cihazlar müxtəlif dərəcədə enerji istehlakına malikdir və istilik intensivliyi enerji istehlakı ilə dəyişir.
Çap lövhələrində temperatur artımının iki fenomeni:
(1) Yerli temperaturun yüksəlməsi və ya geniş ərazinin temperaturunun artması;
(2) Qısamüddətli temperatur artımı və ya uzunmüddətli temperatur artımı.
PCB istilik enerjisi istehlakını təhlil edərkən, ümumiyyətlə aşağıdakı aspektlərdən.
Elektrik enerjisi istehlakı
(1) Vahid sahəyə görə enerji istehlakını təhlil edin;
(2) PCB dövrə lövhəsində enerji istehlakının paylanmasını təhlil edin.
2. Çap lövhəsinin quruluşu
(1) Çap lövhəsinin ölçüsü;
(2) Çap lövhəsinin materialı.
3. Çap lövhəsinin quraşdırılması üsulu
(1) Quraşdırma üsulu (şaquli quraşdırma və üfüqi quraşdırma kimi);
(2) Sızdırmazlıq vəziyyəti və korpusdan məsafə.
4. Termal şüalanma
(1) Çap lövhəsinin səthinin emissiyası;
(2) Çap lövhəsi ilə bitişik səth arasındakı temperatur fərqi və onların mütləq temperaturu;
5. İstilik keçiriciliyi
(1) Radiatoru quraşdırın;
(2) Digər quraşdırma struktur hissələrinin aparılması.
6. İstilik konveksiyası
(1) Təbii konveksiya;
(2) Məcburi soyutma konveksiyası.
Yuxarıda göstərilən amillərin PCB-dən təhlili çap lövhəsinin temperatur artımını həll etmək üçün təsirli bir yoldur. Bu amillər çox vaxt məhsul və sistemdə əlaqəli və asılıdır. Əksər amillər faktiki vəziyyətə görə təhlil edilməlidir, yalnız konkret faktiki vəziyyət üçün. Yalnız bu vəziyyətdə temperaturun yüksəlməsi və enerji istehlakının parametrləri düzgün hesablana və ya qiymətləndirilə bilər.
Devre lövhəsinin soyudulması üsulu
1. Yüksək istilik yaradan cihaz plus istilik qəbuledicisi və istilik keçirici lövhə
PCB-də bir neçə cihaz böyük miqdarda istilik əmələ gətirdikdə (3-dən az), istilik yaradan cihaza istilik qəbuledicisi və ya istilik borusu əlavə edilə bilər. Temperaturu aşağı salmaq mümkün olmadıqda, istilik yayılması effektini artırmaq üçün ventilyatoru olan soyuducu istifadə edilə bilər. Daha çox istilik cihazı olduqda (3-dən çox), böyük bir istilik yayma örtüyü (board) istifadə edilə bilər. Bu, PCB lövhəsində və ya böyük bir düz radiatorda istilik cihazının mövqeyinə və hündürlüyünə uyğun olaraq hazırlanmış xüsusi bir radiatordur Müxtəlif komponentlərin hündürlüyünü kəsin. İstilik ötürmə qapağını komponent səthinə bərkidin və istiliyi yaymaq üçün hər bir komponentlə əlaqə saxlayın. Bununla belə, montaj və qaynaq zamanı komponentlərin konsistensiyasının zəif olması səbəbindən istilik yayılması effekti yaxşı deyil. Adətən istilik yayılması effektini yaxşılaşdırmaq üçün komponentin səthinə yumşaq istilik faza dəyişdirmə termal yastığı əlavə olunur.
2. PCB lövhəsinin özü vasitəsilə istilik yayılması
Hal-hazırda, geniş istifadə olunan PCB plitələri mis örtüklü / epoksi şüşə parça substratları və ya fenol qatranlı şüşə parça substratlarıdır və az miqdarda kağız əsaslı mis örtüklü plitələr istifadə olunur. Bu substratlar əla elektrik performansına və emal performansına malik olsalar da, zəif istilik yayılmasına malikdirlər. Yüksək istilik yaradan komponentlər üçün istilik yayılması marşrutu olaraq, PCB-nin özünün PCB-nin qatranından istilik keçirməsini çətin ki, gözləmək olar, lakin istiliyi komponentin səthindən ətrafdakı havaya yayır. Bununla belə, elektron məhsullar komponentlərin miniatürləşdirilməsi, yüksək sıxlıqlı quraşdırma və yüksək istilik yığılması dövrünə qədəm qoyduğundan, istiliyi yaymaq üçün çox kiçik səth sahəsi olan komponentlərin səthinə etibar etmək kifayət deyil. Eyni zamanda, QFP və BGA kimi səthə quraşdırılmış komponentlərin ağır istifadəsi səbəbindən komponentlərin yaratdığı istilik böyük miqdarda PCB lövhəsinə ötürülür. Buna görə də, istilik yayılmasını həll etməyin ən yaxşı yolu, istilik elementi ilə birbaşa təmasda olan PCB-nin özünün istilik yayma qabiliyyətini yaxşılaşdırmaqdır. Davam et və ya yay.
3. İstiliyin yayılmasına nail olmaq üçün ağlabatan marşrut dizaynını qəbul edin
Vərəqdəki qatranın istilik keçiriciliyi zəif olduğundan və mis folqa xətləri və deşikləri yaxşı istilik keçiriciləri olduğundan, mis folqa qalıq dərəcəsini yaxşılaşdırmaq və istilik keçiriciliyi deliklərini artırmaq istilik yayılmasının əsas vasitəsidir.
PCB-nin istilik yayma qabiliyyətini qiymətləndirmək üçün müxtəlif istilik keçiricilik əmsallarına malik müxtəlif materiallardan ibarət kompozit materialın ekvivalent istilik keçiriciliyini (doqquz ekv) hesablamaq lazımdır - PCB üçün izolyasiya substratı.
4. Sərbəst konveksiyalı havanın soyudulmasından istifadə edən avadanlıqlar üçün inteqrasiya edilmiş sxemləri (və ya digər cihazları) şaquli və ya üfüqi şəkildə təşkil etmək yaxşıdır.
5. Eyni çap lövhəsindəki qurğular mümkün qədər onların istilik əmələ gəlməsinə və istilik yayılmasına görə düzülməlidir. Kiçik istilik istehsal edən və ya zəif istilik müqavimətinə malik cihazlar (məsələn, kiçik siqnal tranzistorları, kiçik ölçülü inteqral sxemlər, elektrolitik kondansatörlər və s.) Soyuducu hava axınının ən yuxarı axınına (girişdə), böyük istilik istehsal edən cihazlara və ya yaxşı istilik müqaviməti (məsələn, güc tranzistorları, geniş miqyaslı inteqral sxemlər və s.) soyuducu hava axınının ən aşağı axınında yerləşdirilir.
6. Üfüqi istiqamətdə istilik ötürmə yolunu qısaltmaq üçün yüksək güclü qurğular çap lövhəsinin kənarına mümkün qədər yaxın yerləşdirilməlidir; şaquli istiqamətdə yüksək güclü qurğular digər cihazlarda işləyərkən bu cihazların temperaturunu azaltmaq üçün çap lövhəsinin yuxarı hissəsinə mümkün qədər yaxın yerləşdirilməlidir Impact.
7. Temperatura həssas cihaz ən aşağı temperatura malik olan yerə (məsələn, cihazın alt hissəsi kimi) yerləşdirilməlidir. Heç vaxt onu birbaşa istilik yaradan cihazın üstünə qoymayın. Birdən çox cihaz tercihen üfüqi müstəvidə pillələnmişdir.
8. Avadanlıqda çap lövhəsinin istilik yayılması əsasən hava axınından asılıdır, buna görə də dizaynda hava axınının yolu öyrənilməli, cihaz və ya çap dövrə lövhəsi əsaslı şəkildə konfiqurasiya edilməlidir. Hava axdıqda, müqavimətin kiçik olduğu yerdə həmişə axmağa meyllidir, buna görə də çap dövrə lövhəsində cihazları konfiqurasiya edərkən, müəyyən bir ərazidə böyük bir hava sahəsini tərk etməmək lazımdır. Bütün maşında çoxlu çap dövrə lövhələrinin konfiqurasiyası da eyni problemə diqqət yetirməlidir.
9. PCB-də qaynar nöqtələrin konsentrasiyasından qaçın, gücü PCB-də mümkün qədər bərabər paylayın və PCB səthinin temperatur göstəricilərini vahid və ardıcıl saxlayın. Dizayn prosesində ciddi vahid paylanmaya nail olmaq çox vaxt çətindir, lakin bütün dövrənin normal işinə təsir edən qaynar nöqtələrdən qaçınmaq üçün çox yüksək enerji sıxlığı olan ərazilərdən qaçınmaq lazımdır. Şərtlər imkan verirsə, çap sxemlərinin istilik səmərəliliyinin təhlili lazımdır. Məsələn, bəzi peşəkar PCB dizayn proqramlarına əlavə edilmiş istilik səmərəliliyi indeksinin təhlili proqram modulları dizaynerlərə dövrə dizaynını optimallaşdırmağa kömək edə bilər.